上海交大 自动控制原理 课件 2-2方块图h.ppt

1,一、方块图基本单元 图模型的一个突出优点是直观、体现结构，是工程上用来分析复杂系统的重要手段。方块图组成的四个基本单元： （a）箭线（表示信号） （b）分支点； （c）汇合点(求和点)； （d）方块（表示环节）； 工程上作方块图一般是先根据环节画出方快，然后根据环节之间的关联作出箭线，因此方块图化简是方块图的基本运算。,2－3 方块图,2,2－3 方块图,,,,例：电网络,方块图,,3,2－3 方块图,将上图汇总得到：,4,2－3 方块图,二、方块图运算法则 方框图运算的基本法则是等价，即保持传递函数不变。 1、串联运算法则 因为 结论：多个环节串联后总的传递函数等于每个环 节传递函数的乘积。 G(s) = G1(s) G2(s) Gn(s),,,5,2－3 方块图,2、并联运算法则 因为 所以 结论：多个环节并联后的传递函数等于所有并联环节传递函数之和。 G(s) = G1(s) + G2(s) + + Gn(s),,,,6,2－3 方块图,3、反馈运算法则 前向通道和反馈通道传递函数分别为G ( s )、 H ( s ) 结论：具有负反馈结构环节传递函数等于前向通道的传递函数除以1加（若正反馈为减）前向通道与反馈通道传递函数的乘积。,,,,7,,,8,9,2－3 方块图,例 解：利用方块图变换法则，最后得到 注意：方块图的化简方法不是唯一的，应充分地利用各种变换技巧，选择最简捷的路径，以达到省时省力的目的。,10,2－3 方块图,三、系统的传递函数 1、开环传递函数 定义：反馈信号B(s)与偏差信号E(s)之比 结论：开环传递函数等于前向通路传递函数G(s)和 反馈通路传递函数H(s)的乘积。,,11,2－3 方块图,2、闭环传递函数 定义：系统的主反馈回路接通以后，输出量与输入 量之间的传递函数，通常用(s) 3、扰动传递函数 把系统输入量以外的作用信号均称之为扰动信号。,,,,,,,,,12,2－3 方块图,a.设输入量R（s）=0 b.设扰动信号N（s）=0,,,,,13,2－3 方块图,R（s）、 N（s）同时作用时：,14,2－3 方块图,4、误差传递函数 a) 在控制量作用下 误差传递函数： 假设N(s)＝0，则 ——称为误差传递函数,,,,15,2－3 方块图,b) 扰动量作用下系统的误差传递函数： c) 在控制量R(s)和扰动量N(s)同时作用时，系统误差：,,16,作业,A2-4 A2-5 B2-1 B2-4 B2-5,